(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースを処理する装置であって、該装置は、
上側電極と下側電極とを有する処理チャンバであって、前記下側電極は処理中にワークピースを支持するように構成された基底部分を備える処理チャンバと、
該処理チャンバの中に設けられるワークピース垂直昇降機構であって、前記ワークピース垂直昇降機構は、前記上側電極と前記下側電極との間に配置された板部材であって、その板部材は、外周とその外周内に前記基底部分を受容する大きさとなっている第一開口とを有する前記板部材とを有し、
その板部材は、
前記板部材の第一開口から前記基底部分の頂面まで前記ワークピースを搬送するように、前記板部材の前記第一開口が前記基底部分と非接触な関係でワークピースを保持する第１の位置と前記基底部分が前記板部材の上方に突出する第２の位置との間を、前記基底部分に対して鉛直に移動するようになっていることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記上側電極は前記下側電極に向けて可動であって、該装置はさらに、
前記上側電極に機械的に結合された複数のバネ付勢されたプッシャーブロックであって、前記複数のバネ付勢されたプッシャーブロックは前記板部材と接触するようになっていて、前記上側電極が前記下側電極に向けて動く際に、前記板部材を第１の位置から第２の位置へ動かすプッシャーブロックを備えていることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、前記装置は、さらに、
ベースと、
前記ベースから離れる開放位置と、前記ベースに近接する閉鎖位置との間を前記ベースに対して可動な蓋とを備え、
前記上側電極は前記蓋に機械的に結合され、
前記蓋が前記開放位置から前記閉鎖位置へ動くと、前記バネ付勢されたプッシャーブロックは、前記板部材を第１の位置から第２の位置へ向けて付勢されていて、前記板部材に接触するようになっていることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、前記上側電極と下側電極とは、平行な対向面を有しており、前記板部材は前記対向面の間に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記装置は、さらに、
前記下側電極と前記上側電極との間に設けられた誘電分離リングであって、前記誘電分離リングと、前記下側電極と、前記上側電極とがまとまって、前記処理チャンバを境界づけ、前記板部材は前記誘電分離リングの内部の周りに配置されている前記誘電分離リングを備えていることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、前記上側電極は前記下側電極に向けて可動になっており、該装置はさらに、
前記板部材を前記下側電極と結合するようになっている複数のバネ付勢された支持体を備え、
前記バネ付勢された支持体は、前記下側電極から遠ざけるように前記板部材を付勢して該第１の位置を提供するように構成されているようになっていることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、さらに、
ベースと、
蓋であって、前記蓋が前記ベースから離れる開いた位置と、前記蓋が前記ベースに近接する閉じた位置との間を前記ベースに対して可動な蓋とを備え、
前記上側電極は前記蓋に機械的に結合され、
前記バネ付勢された支持体は、前記上側電極が前記下側電極に向かって移動する際に、前記板部材を第１の位置から第２の位置へ向けて移動させるように降伏することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項６に記載の装置であって、前記第一開口は、前記板部材が第１の位置にあるときに、ワークピースを支持するようになっていて、さらに、
前記板部材の置換物として前記バネ付勢された支持体により前記下側電極に結合されるようになっている第２の部材であって、前記第２の部材は前記板部材内の前記第１の開口部とは異なる直径を有する第二開口を備えている第２の部材を備えていることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置であって、前記基底部分は前記第１の開口部の中に合致する寸法を有し、前記基底部分は、前記第２の部材内の前記第二開口の中に嵌合する別の基底部分と交換するために前記処理チャンバから取り除かれるようになっていることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置であって、前記基底部分は、前記下側電極から前記上側電極に向けて突出していることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置であって、前記板部材は、前記第一開口から前記外周に延在するギャップとを備えることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、さらに、
前記下側電極によって支持された静止部材であって、前記静止部材は、前記上側電極が前記下側電極に対して動く際に、前記基底部分に対して固定された位置を有し、
前記静止部材は、前記板部材が第２の位置にあるとき、少なくとも部分的に、前記ギャップを充填することを特徴とする記載の装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置であって、
前記板部材は第１の表面を有し、前記静止部材は第２の表面を有し、前記第１の表面および第２の表面は前記上側電極に向いて配置され、前記第１の表面および第２の表面は、前記板部材が第２の位置にある際に、同一面上にあることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置であって、さらに、
前記第１の表面および第２の表面のそれぞれの表面領域の大部分に設けた誘電材料の層を備えていることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の装置であって、さらに、
ワークピースが前記基底部分に配置される際にワークピースの周囲を取り囲む孔を開けられた可撓性のリングを備えていることを特徴とする装置。
【請求項１６】
処理システムの処理チャンバ内の下側電極における基底部分で支持されるワークピースを処理する方法であって、該方法は、
該処理チャンバ内で、外周とその外周内に前記基底部分を受容する大きさとなっている開口とを有する板部材にワークピースを搬送する工程と、
ワークピースを前記板部材の前記開口から基底部分へと移すために、前記板部材によって前記開口が前記基底部分と非接触な関係でワークピースを保持しながら鉛直に前記板部材を前記下側電極の基底部分に向けて動かす工程と、
該下側電極と上側電極とを使用して該処理チャンバ内にプラズマを発生させる工程と、
該ワークピースが前記下側電極の基底部分に支持されている間に、プラズマでワークピースを処理する工程と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、前記処理システムは前記上側電極を備え、前記上側電極は前記下側電極に向けて移動可能であって、
前記板部材を基底部分に向けて動かす工程は、さらに、
前記上側電極を前記下側電極に向けて動かす工程と、
前記上側電極が前記下側電極に向けて動く際に、前記上側電極から前記板部材に力を伝達し、前記板部材を該基底部分に向けて効率的に動かす工程と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、さらに、
該ワークピースを処理した後に、該上側電極を該下側電極から遠ざけるように移動して該上側電極から前記板部材に伝達された力を解放する工程と、
該力が解放された際に、前記板部材を該下側電極から遠ざかるように弾性的に付勢し、該ワークピースの支持体が該基底部分から前記板部材へ移されるようにする工程と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法であって、
該処理チャンバは、ベースと、該ベースに対して可動な蓋とを具備し、該蓋は該ベースから分離する開放位置と、該蓋が該ベースに近接した閉鎖位置との間を可動であり、
該上側電極は該蓋に取り付けられ、
前記板部材の前記開口から該基底部分まで該ワークピースの前記支持体を移し、
該方法は、さらに、
該蓋が該開放位置から該閉鎖位置へ向けて動く際に、該蓋との接触により前記板部材を該基底部分に対して移動させて、該ワークピースの前記支持体を前記板部材の前記開口から該基底部分へ移す工程、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の方法であって、
該ワークピースの処理後に、該上側電極から伝達されている力を前記板部材に解放する工程と、
その力が解放されると、該ワークピースの支持体が該基底部分から前記板部材の前記開口へ移されるように、前記下側電極から遠ざかるように前記板部材を弾性的に付勢する工程と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の方法であって、
前記方法が、さらに、
該ワークピースの処理後に、前記板部材を該基底部分から遠ざかるように弾性的に付勢して該ワークピースの支持体が該基底部分から前記板部材の前記開口へ移されるようにする工程、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１６に記載の方法であって、
該ワークピースを前記板部材に移す工程は、さらに、
エンドエフェクタ上に該ワークピースを支持する工程と、
該エンドエフェクタを操縦して、該支持されたワークピースを運び、該ワークピースの支持体を前記処理チャンバの外部の位置から前記板部材へと移し、移す間にワークピースをガイドしないような工程と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、
前記方法は、さらに、
該ワークピースの処理後に、該エンドエフェクタを操縦して、輸送間にワークピースをガイドすることなく、前記板部材から該処理チャンバの外部の位置へと該ワークピースを取り出す工程、
を備えていることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００６年８月２２日に出願された、米国仮特許出願第６０／８２３，１７５号を基礎とする優先権を主張し、同出願の開示の全体をここで参照によって引用する。
【０００２】
本発明は、一般的に、処理システムに関し、より詳しくは、処理システムにおいてワークピースを取り扱うための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えばプラズマ処理ツールなどの処理システムでは、例えば、半導体、セラミック、又は金属の基板又はウエハなどのワークピースを、処理工程の実行中に処理チャンバの内側に支持するために、保持機構に依拠している。ある種の保持機構では、複数の昇降ピンが具備され、これらは同時に上昇又は下降して、支持体の上面に対してワークピースを強調的に上昇又は下降させるように構成されている。下降した位置においては、昇降ピンの先端部は、支持体の上面に対して面一であるか、又は、わずかに窪んでおり、ワークピースが少なくとも部分的に、上面に接するようになっている。上昇位置においては、昇降ピンの先端部は、ワークピースの底面（裏側）に接触し、ワークピースを支持体の上面に対して上方に持ち上げる。代表的には、複数の昇降ピンは、ワークピースの裏側に接触する複数の箇所を確立する。持ち上げられたワークピースと支持体の表面との間に得られた隙間は、エンドエフェクタを挿入するためのアクセス空間を提供する。
【０００４】
従来の処理システムにおける昇降ピンに対する要求条件は、処理チャンバの外部の位置から昇降ピンに機械的運動を伝達するために、処理チャンバ内に一以上の機械的な貫通接続を必要としていた。それぞれの機械的な貫通接続は、処理チャンバのチャンバ壁を延通する、少なくとも１つのポートを必要とする。それぞれのポートは、真空漏れの主要な位置になる。さらに、昇降ピンとワークピースとの間の接触は、ワークピースの裏側を損傷又は汚染することがある。さらに、昇降ピンを上昇及び下降させる工程は、粒子を発生させ、これが処理チャンバを汚染し、また、修正しなければ、結局、処理されたワークピースの汚染につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、従来の処理システムにおけるこれらの及びその他の欠点又は難点を解消できる、ワークピース垂直昇降機構を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態においては、装置は、上下の電極を含む、処理チャンバを備えている。下側電極の基底部分は、処理中にワークピースを支持するために構成される。ワークピース垂直昇降機構は、処理チャンバ内に配置される。ワークピース垂直昇降機構は、垂直に可動な部材を、上側電極と下側電極との間に配置させている。垂直可動部材は、第１の位置と第２の位置との間にて、下側電極の基底部分に対して、垂直に動くように構成されている。第１の位置においては、垂直可動部材は、基底部分と非接触の関係において、ワークピースを保持する。第２の位置においては、下側電極の基底部分は、第１の部材の上方に突出し、ワークピースを第１の部材から基底部分へ移すようになっている。
【０００７】
別の実施形態においては、処理方法は、ワークピースを処理チャンバの内側の垂直可動部材に移し、次に、可動部材を下側電極の基底部分に向けて動かして、ワークピースを可動部材から下側電極の基底部分に移す。方法はさらに、下側電極と上側電極とを使用して、処理チャンバの内側にプラズマを発生する工程と、ワークピースが下側電極の基底部分に支持されている間に、ワークピースをプラズマで処理する工程とを備えている。
【０００８】
添付図面は、本願に組み込まれ、本願の一部を構成するもので、本発明の実施形態を示し、前述した本発明の概要、及び、以下の詳細な説明と一緒に、本発明の実施形態の原理を説明するのに役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による、ワークピース垂直昇降機構を具備したプラズマ処理システムを示した斜視図である。
【図２】図１のプラズマ処理システムを示した正面図である。
【図３】図１及び図２のプラズマ処理システムにおける筐体とワークピース垂直昇降機構とを示した分解図である。
【図３Ａ】図１、図２、及び図３のプラズマ処理システムにおけるワークピース垂直昇降機構を示した別の分解図である。
【図４】図２の線４−４に沿った断面図である。
【図５】図４に類似した断面図であるが、筐体の蓋が、筐体のベースと接触している。
【図６】図４の一部分を示した拡大図である。
【図７】図１に類似した斜視図であるが、ワークピースの装荷工程を示している。
【図８】図１に類似した斜視図であるが、ワークピースの装荷工程を示している。
【図９】図１に類似した斜視図であるが、ワークピースの装荷工程を示している。
【図１０】図１に類似した斜視図であるが、ワークピースの装荷工程を示している。
【図１１】図１に類似した斜視図であるが、ワークピースの装荷工程を示している。
【図１２】本発明の別の実施形態による、ワークピース垂直昇降機構を示した斜視図である。
【図１３】本発明の別の実施形態による、ワークピース垂直昇降機構を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１から図４を参照すると、プラズマ処理システム１０は、一般に蓋１４と蓋１４が載せられるベース１６とを有する筐体１２と、蓋１４から延びた支持アーム１８，２０と、上側電極２２と、下側電極２４と、ワークピース垂直昇降機構２００（図３Ａ）とを具備している。プラズマ処理システム１０にはさらに、管状の分離部材又はリング２６が、上側電極２２と下側電極２４との間に配置されて具備し、上側及び下側の電極２２，２４の周囲のまわりの対向面に接触している。上側電極２２と下側電極２４との対向面は、ほぼ平坦であり、おおよそ同じ表面積を有している。
【００１１】
支持アーム１８，２０は、代表的な実施形態で空気圧シリンダとして表されている昇降装置２８を備えた蓋１４のハウジング４６と機械的に結合し、上昇位置（図１、図２、図４）と、下降位置（図５、図１１）との間にて、ベース１６に対して蓋１４を昇降させるように構成されている。または、昇降装置２８は、直動スライダを備えてもよい。蓋１４が、その下降位置にあるとき、導電部材６４は、金属製の蓋１４とベース１６とのそれぞれの周囲の間に捕捉される。導電部材６４は、蓋１４とベース１６との間に、良好な電気接触を提供し、上側電極２２と下側電極２４とを取り囲む、導電外側シェルを確立する。
【００１２】
上側電極２２は、複数の電気絶縁スペーサによって、蓋１４のハウジング４６から吊下され、スペーサ４２は、図４に見えている。その結果、昇降装置によって、蓋１４がベース１６に対して上昇位置と下降位置との間にて動くとき、上側電極２２はハウジングに沿って動く。蓋１４が、図５に示すように、ベース１６に接触するように下降すると、シール部材５２が、分離リング２６と下側電極２４との間に圧縮され、処理チャンバ４０が形成される（図５）。処理チャンバ４０は、上側電極２２と下側電極２４との内向きの水平面と、分離リング２６によって形成された側壁の内向きの垂直面とによって形成された、体積又は空間を具備している。
【００１３】
上昇位置においては、未処理のワークピース５５が、ワークピース垂直昇降機構２００に搬送され、処理済みのワークピース５５は、ワークピース垂直昇降機構２００から取り除かれる。ワークピース垂直昇降機構２００は、下側電極２４の基底部分２８６上にワークピース５５を装荷し、下側電極２４の基底部分２８６からワークピース５５を除荷することを容易にするように働く。蓋１４と上側電極２２との下降位置においては、処理チャンバ４０は、ワークピース５５の１つをプラズマ処理するのに適した環境を形成する。
【００１４】
インラインの用途においては、プラズマ処理システム１０は、未処理のワークピース５５を提供する入力キャリア（図示せず）と、処理済みのワークピース５５を受け入れる出力キャリア（図示せず）と、ロボット（図示せず）の関節アームに取り付けられた、エンドエフェクタ２８０（図７）とを備える。ロボットは、一連のアクチュータ（図示せず）を具備し、制御され、また多軸の関節的運動を、関節アーム及びエンドエフェクタ２８０に生じさせる。エンドエフェクタ２８０は、ロボットによって操られ、ワークピース５５を、入力キャリアから処理チャンバ４０へ、及び、処理チャンバ４０から出力キャリアへと搬送する。加えて、複数のワークピース５５はそれぞれの個々のワークピース５５と独立してプラズマ処理システム１０に導入されるか、又は、複数のワークピース５５が同時に、プラズマ処理システム１０に導入される。また、個々のワークピース５５は、支持体又はキャリアに配置され、そこからプラズマ処理システム１０に搬送される。プラズマ処理システム１０は、複数の処理ステーションの中の単一の処理ステーションを備え、複数の処理ステーションは協働して、次々に複数のワークピース５５を処理し、組立ラインの態様にて、複数の処理ステーションの中で移動させる。
【００１５】
電源３０は、シールドされた同軸ケーブル又は伝送線３２，３４によって、それぞれ上側電極２２と下側電極２４とに結合され、上側電極２２及び下側電極２４の動作の電力レベル及び周波数を制御する。電源３０は、交流電流電源であって、極めて低い周波数、例えば、５０Ｈｚ及び６０Ｈｚにて、又は、高周波、例えば、４０ｋＨｚ及び１３．５６ＭＨｚにて、又は、中間的な高周波、例えば、１ｋＨｚにて、又は、マイクロ波周波数、例えば、２．４ＧＨｚにて動作する。また、電源３０は、互いに重畳した二重の周波数で動作することもできる。代わりに、電源３０は、プラズマが振動しない直流（ＤＣ）の電源でもよい。他の代替的な実施形態においては、電源３０で高周波（ＲＦ）電力成分を供給し、これが濃度の高いプラズマを提供し、ＤＣ電力成分は、プラズマの密度に影響せずに、イオンエネルギーを独立して増加させる。
【００１６】
本発明のある種の実施形態においては、電源３０は、一以上の高周波にて動作し、インピーダンスマッチングネットワーク（図示せず）を具備し、上側電極２２及び下側電極２４と両者の間に閉じ込められたプラズマとにより代表される負荷からの電力反射を測定し、電源３０に戻す。インピーダンスマッチングネットワークは、電源３０の動作周波数を調整して、反射電力を最小化する。そうしたマッチングネットワークの構造は、当業者によって理解される。例えば、インピーダンスマッチングネットワークは、マッチングネットワークの中の可変コンデンサのキャパシタンスを変更することで、マッチングネットワークを調整し、負荷が変更されたとき、電源３０のインピーダンスを負荷のインピーダンスにマッチングさせる。電力及び電圧のレベルと、動作周波数とは、特定の用途に応じて変更される。
【００１７】
真空ポンプ３６は、プラズマ処理システム１０が動作しているとき、絶えず、処理チャンバ４０から、プラズマ処理で発生した副産物と反応しなかった処理ガスを真空マニホールド３８を通して排気する。シール部材５０（図４及び図５）は、分離リング２６と上側電極２２との間に圧縮される。真空ポンプ３６は、上側電極２２及び下側電極２４の動作によって電力が加えられるとき、プラズマ発生を促進するように充分低いレベルの大気圧よりも低い圧力に、処理チャンバ４０内の全圧力を維持するように働く。プラズマ発生に適した代表的な圧力は、約２０ミリトールから約５０トールを越える範囲である。処理チャンバ４０の内部の圧力は、特定の所望のプラズマ処理に従って制御され、主として、処理ガスから貢献する分圧からなり、排気された処理チャンバ４０に供給された、１又は複数の個別ガス種から構成される。
【００１８】
ガス入口板１０６は、上側電極２２における上部水平面に固定されている。ガス入口板１０６は、ガスポート１１２と配送ライン１１３とによって、処理ガス供給源１１４に接続されている。質量流量制御装置及び流れ測定装置（図示せず）が設けられ、これらが協働して、処理ガス供給源１１４からガスポート１１２へのそれぞれの処理ガスの流れを調整する。ガス入口板１０６は分配通路（図示せず）を具備し、上側電極２２は、ガス入口板１０６の分配通路に接続された通路（図示せず）を具備している。上側電極２２の中の通路は、処理ガスを処理チャンバに注入するために、処理チャンバ４０と連通している。
【００１９】
プラズマ処理システム１０は、マイクロプロセッサベースの制御装置（図示せず）を具備し、とりわけ、他のコンポーネント、電源３０、真空ポンプ３６、及び処理ガス供給源１１４の動作を制御するようにプログラムされている。例えば、制御装置は、電源３０の、電力レベル、電圧、電流、及び周波数を調整し、ガス供給源１１４からの処理ガスと、真空ポンプ３６の送出速度とを調和良く組み合わせて、特定のプラズマ処理及び用途に従った、好適な圧力を処理チャンバ４０の中に形成する。
【００２０】
ワークピース５５の処理中には、蓋１４とベース１６とが接触して、プラズマ処理に適した環境が提供されるとき、電源３０によって上側電極２２と下側電極２４との間に適用される電力は、上側電極２２と下側電極２４との間に画定された処理チャンバ４０の中に電磁場を発生させる。電磁場は、処理領域に存在する処理ガスを励起して、プラズマ状態とし、プラズマ状態は、プラズマ処理の持続時間にわたって、電源３０からの電力の適用によって持続する。
【００２１】
適当な冷却流体の強制的な流れは、上側電極２２と下側電極２４と筐体１２との間の、空気ギャップ５６などの空気ギャップを通って循環し、プラズマ処理システム１０を冷却し、特に、上側電極２２と下側電極２４とを冷却する。このため、取付具５７（図２）が蓋１４に設けられ、冷媒供給源５９（図２）をこれらの空気ギャップに結合するために、冷媒ポートを形成している。
【００２２】
上側電極２２と下側電極２４とは、アルミニウムなどの電気導電材料から作られている。分離リング２６は、不導体の誘電材料から形成され、処理済みのワークピース５５を汚染することなく、処理チャンバ４０の内部のプラズマ環境に耐えることができる。一般的には、このことは、分離リング２６を形成する材料は、処理チャンバ４０内に存在するプラズマによって実質的にエッチングされるべきではないことを含意する。分離リング２６は、不導体材料の垂直側壁を形成し、加えて、上側電極２２と下側電極２４との間に真空シールを提供する。
【００２３】
プラズマからの構成種は、ワークピース５５の露出した材料に接触及び相互作用して、所望の表面改質を実行する。プラズマは、ワークピース５５に所望の表面改質を実行するように構成され、そのために、処理ガスの化学組成及び処理チャンバ４０の内圧、及び、上側電極２２及び下側電極２４に印加される電力の量及び／又は周波数などのパラメータが選択される。プラズマ処理システム１０は、終了点認識システム（図示せず）を具備し、プラズマ処理（例えば、エッチング処理）が所定の終了点に達したとき、これを自動的に認識し、又は、代替的に、プラズマ処理は、経験的に決定された処理時間による時間ベースにて行われる。
【００２４】
図３、図３Ａ、図４、及び図５を参照すると、図１及び図２における同様な特徴には、対応する参照符号を付しており、ワークピース垂直昇降機構２００は、一般的に、昇降板２０２と、ワークピース固定具２９０と、ワークピース固定具２９０を下側電極２４に機械的に結合する一組の弾性付勢支持体２４０と、上側電極２２から下側電極２４及びワークピース固定具２９０に向けて突出した、一組の弾性的に付勢された押圧装置２５８とを具備している。ワークピース固定具２９０の外周部分又は周囲は、上側電極２２と下側電極２４との間に配置され、分離リング２６によって取り囲まれる。蓋１４が、ベース１６と接触する下降位置に配置され、周辺環境から処理チャンバ４０を密封した後、処理チャンバ４０が排気されたとき、ワークピース垂直昇降機構２００は排気された処理チャンバ４０の内部にある。
【００２５】
ワークピース固定具２９０は、昇降板２０２と、ワークピースリング２０４とを具備し、これらは、例えば、ピンがソケットに挿入されるタイプの係合によって結合され、昇降板２０２又はワークピースリング２０４のうち一方は、一組の突出したピン（図示せず）を支持し、昇降板２０２又はワークピースリング２０４の他方は、一組のソケット（図示せず）を支持し、ピンと整列されて嵌合する。ワークピース固定具２９０は、蓋１４の開閉と関連して、自動的に可動になっており、オペレータの介入を要することなく、図４に示される蓋１４が開いたときの上昇位置と、図５に示されるベース１６に対して蓋１４が閉じた位置のときの下降位置との間にて移動する。言い換えれば、ワークピース固定具２９０は、蓋１４によって上側電極２２が下側電極２４に向けて移動して処理チャンバ４０を密封するときには下降位置へと動かされ、蓋１４によって上側電極２２が下側電極２４から遠ざかるときには、上昇位置に向けて動かされる。
【００２６】
図３及び図３Ａに最良に示されているように、カバー板２０６は、キャップ２０８と、キャップ２０８の下側にある支持体２１０とを具備している。また、キャップ２０８は、ピンがソケットに挿入されるタイプの係合によって結合され、又は、代替的に、キャップ２０８と支持体２１０とは、一体的な一部品の構成物を形成している。カバー板２０６は、下側電極２４と良好に電気接触し、同様に、蓋１４が下降したとき、ワークピースリング２０４と、昇降板２０２とは良好に電気接触する。その結果、ワークピース固定具２９０とワークピース５５とは、プラズマ処理システム１０が動作して処理チャンバ４０の内側にプラズマを発生させて、処理チャンバ４０の内側でプラズマによりワークピース５５を処理するとき、下側電極２４とおよそ同じ電位にある。
【００２７】
凹部２１２は、下側電極２４におけるそれぞれの角部に配置されている。それぞれの凹部２１２はベース２１１を有し、該ベース２１１は下側電極２４におけるそれぞれの凹部２１２が形成され又は機械加工された後に残される、下側電極２４の材料の比較的薄い壁を有する。それぞれの凹部２１２におけるベース２１１から突出して、取付支柱２１４が設けられ、雌ネジ開口部２１６を備えている。それぞれの取付支柱２１４は、実質的にそれぞれの１つの凹部２１２と同軸的になるように配置される。支持体２４０とガイドピン２２０の螺刻軸先端部２１８とを形成する組立体は、それぞれの取付支柱２１４の雌ネジ開口部２１６に嵌合する。それぞれの取付支柱における雌ネジ開口部２１６は、それぞれのガイドピン２２０が昇降板２０２に向けた方向に突出するように配置される。
【００２８】
また、それぞれの凹部２１２は、実質的に円筒形の側壁２２２によって周囲を形成されており、側壁２２２と下側電極２４の上面２２６との間に配置された、傾斜した又は開口が開いた形に広がったリム２２４と、ベース２１１とに延びている。開口が開いた形に広がったリム２２４の直径は、上面２２６と交差し、それぞれの凹部２１２の側壁２２２の直径に比べて大きくなっている。
【００２９】
それぞれのガイドピン２２０は、実質的に円筒形で、非螺刻軸２２８を、先端部２１８から頭部２３０に向けて延在させている。頭部２３０は、窪んだ特徴２３２を具備し、ガイドピン２２０における螺刻軸先端部２１８と、雌ネジ開口部２１６との間に嵌合係合を作るのに使用される、ツール（図示せず）の先端部を受け入れる。それぞれのガイドピン２２０の頭部２３０は、少なくとも部分的に、下側電極２４の上面２２６の近くの上方に突出し、非螺刻軸２２８の付近に配置された開口が開いた形の表面２２５を支持している。それぞれのガイドピン２２０における非螺刻軸２２８と、それぞれの凹部２１２における側壁２２２とは、実質的に同軸的な構成を有している。
【００３０】
それぞれの支持体２４０は、それぞれ１つのガイドピン２２０によって、ワークピース固定具２９０の昇降板２０２と結合されたストッパブロック２４２を有している。それぞれのストッパブロック２４２は、拡大した頭部２４６を備えた本体２４４を具備し、中心ボア又は通路２４８を、本体２４４の長さに延在させている。本体２４４に対して半径方向外側に突出した拡大した頭部２４６は、縁部又は唇部２５０を形成し、本体２４４を中心として円周に延びている。それぞれのストッパブロック２４２の拡大した頭部２４６はさらに、第１の斜めの又はテーパの付いた外部側壁２５２を具備し、これは、唇部２５０からの距離の増加に連れて直径が減少し、第２の斜めの又はテーパの付いた外部側壁２３４は、唇部２５０からの距離の増加に連れて直径が増加している。外部側壁２３４は、唇部２５０とテーパの付いた外部側壁２５２との間に配置される。通路２４８は、実質的に円筒形の表面２３６と、斜めの又はテーパの付いた表面２３８とを具備し、実質的に円筒形の表面２３６の部分が狭まっている。
【００３１】
開口が開いた形の凹部２５４は、昇降板２０２の周囲のそれぞれの角部の付近に形成されている。それぞれのストッパブロック２４２におけるテーパの付いた外部側壁２５２は、開口が開いた形の凹部２５４のそれぞれ１つに係合する。それぞれの開口が開いた形の凹部２５４の深さは、昇降板２０２がストッパブロック２４２に固定されたとき、開口が開いた形の凹部２５４の斜めの表面２５６と、それぞれのストッパブロック２４２におけるテーパの付いた外部側壁２５２とがそれぞれ接触するように選択されている。それぞれの開口が開いた形の凹部２５４と、対応するストッパブロック２４２におけるテーパの付いた外部側壁２５２との傾斜角度は、合致しており、ストッパブロック２４２を昇降板２０２に固定するのを助けるけれども、充分な大きさの垂直力によって、昇降板２０２が容易に取り外せるようになっている。
【００３２】
昇降板２０２に取り付けられたとき、ストッパブロック２４２における通路２４８のテーパ付き表面２３８は、下側電極２４の凹部２１２の１つと、ワークピース固定具２９０との間に配置される。それぞれの凹部２１２には、バネ要素２６０が配置され、ワイヤの螺旋コイルから形成される圧縮バネの形態を有している。それぞれのバネ要素２６０は、それぞれの凹部２１２の中に閉じ込められ、それぞれのストッパブロック２４２におけるベース２１１と唇部２５０との間に捕捉される。
【００３３】
図６に最良に示されるように、バネ要素２６０は、ワークピース固定具２９０が上昇位置にあるとき、拡張している。その結果、ワークピース固定具２９０における昇降板２０２とワークピースリング２０４とは、支持体２４０の頂部に浮上式に弾性的に支持される。昇降板２０２とワークピースリング２０４によって供給された荷重の下で、バネ要素２６０は、集合的にバネ力を有し、下側電極２４の上面２２６の上方に、昇降板２０２を吊下又は持ち上げるのに充分である。
【００３４】
テーパ付き表面２３８は、ガイドピン２２０の頭部２３０における開口が開いた形表面２２５に接触し、ワークピース固定具２９０が上昇位置にあるとき、垂直運動について確動ストッパを提供する。開口が開いた形表面２２５とテーパ付き表面２３８との傾斜角度は合致しており、それぞれのストッパブロック２４２は、ワークピース固定具２９０が上昇位置にあるとき、それぞれのガイドピン２２０に自動的に中心合わせされる。これにより、ワークピース固定具２９０は上昇位置にあるときに、再現性のある空間的位置に復帰する。次に、これは、ワークピース固定具２９０によって支持されたワークピース５５に、プラズマ処理システム１０の内部において、再現性のある位置を提供する。
【００３５】
後述するように、蓋１４が下降位置に移動すると（図５）、ワークピース固定具２９０を下降位置へ受けて動かし、それにより、バネ要素２６０を圧縮させる。ワークピース固定具２９０が下降すると、それぞれのガイドピン２２０における頭部２３０は、昇降板２０２に向けて、そのそれぞれの通路２４８を移動する。
【００３６】
図３及び図３Ａに最良に示されるように、ワークピース固定具２９０は、昇降板２０２とワークピースリング２０４とを通して全体に延在する中央開口部２７０と、中央開口部２７０からワークピース固定具２９０の外周２７４へ半径方向に延びるギャップ２７２とを具備している。カバー板２０６の寸法は、ギャップ２７２の幅と実質的に同一な幅になっている。ワークピース固定具２９０が処理位置に下降したとき、カバー板２０６はギャップ２７２を充填し、中央開口部２７０は、実質的に平坦面にて取り囲まれ、平坦面は、ワークピースリング２０４の上面２６６とカバー板２０６の上面２７６とによって、集合的に形成される。必要な同一平面上の構成を促進するために、カバー板２０６とワークピース固定具２９０とのそれぞれの厚みは、およそ等しく選択され、これにより、ワークピース固定具２９０が下降位置にあるとき、上面２６６，２７６は、およそ面一になる。中央開口部２７０は、図示の実施形態においては、丸くなっている。しかしながら、中央開口部２７０は、矩形など、他の形状でもよい。
【００３７】
ワークピースリング２０４に形成された肩部又はリム２７８は、中央開口部２７０を同時的に取り囲む。リム２７８の半径寸法又は幅は、ワークピース５５の薄い環状表面領域だけが、リム２７８によって接触されるように選択される。例えば、リム２７８の半径寸法は、およそ３mmに等しい。中央開口部２７０の直径はワークピース５５の寸法とほぼ等しく、細かくはワークピース５５の寸法よりリム２７８の半径方向寸法分だけ小さい。ワークピース５５が円形でないならば、中央開口部２７０の幾何学的形状は、ワークピース５５の形状と一致するように選択される。リム２７８は、ワークピース５５の厚みに関連した量だけ、ワークピースリング２０４の上面の下方に窪んでいる。ワークピース５５が、リム２７８に載置され支持されるとき、ワークピース５５の上面は、ワークピースリング２０４の上面２６６とおよそ同一平面上にある。
【００３８】
ギャップ２７２の幅は、エンドエフェクタ２８０（図７）がギャップ２７２を通り抜けられるように選択され、中央開口部２７０にアクセスして、未処理のワークピース５５をワークピース固定具２９０に搬送し、処理済みのワークピース５５をワークピース固定具２９０から取り出す。エンドエフェクタ２８０は、ロボットと結合され、当業者が理解するように、選択的に従順な、関節式／組立体のロボットアーム（ＳＣＡＲＡ）ロボットに結合される。
【００３９】
下側電極２４はさらに、着脱可能な電極部分２８４を備え、下側電極２４及び基底部分２８６に形成された凹部に配置された取付フランジ２８５を具備している。基底部分２８６は、ワークピース支持体を形成し、取付フランジ２８５から上側電極２２に向けて突出している。電極部分２８４は、従来の固定具にて、下層にあり下側電極２４を取り囲む残りに固定される。下側電極２４の上面２２６と、取付フランジ２８５の上面２２６とは、およそ面一になっている。基底部分２８６の上面２８８の表面積は、取り囲む取付フランジ２８５の上方に持ち上げられ、中央開口部２７０の半径方向内側の開いた断面面積とおよそ等しくなっている。基底部分２８６の直径は、ワークピースリング２０４の中央開口部２７０の直径とおよそ等しくなっている。電極部分２８４は、下側電極２４の残りと良好な電気接触を有し、プラズマ処理システム１０が動作して処理チャンバ４０の中にプラズマが存在するとき、基底部分２８６と支持体２１０とは、下側電極２４と実質的に同一の電位である。
【００４０】
カバー板２０６は、取付フランジ２８５の平面上に突出した、電極部分２８４の別の上昇領域を備えている。カバー板２０６と基底部分２８６とは、取付フランジ２８５から突出した、単一の又は一体的な、上昇領域を備えている。変形例としては、カバー板２０６は、電極部分２８４に取り付けられた分離要素から構成され、この例においては、位置決めピン（図示せず）などを使用して、ワークピース固定具２９０において、中央開口部２７０に対してカバー板２０６を自動的に位置決めしてもよい。
【００４１】
ワークピース固定具２９０が処理位置まで下降したとき、ワークピース５５と基底部分２８６の上面２８８との間で接触することにより、ワークピースリング２０４から基底部分２８６へワークピース５５を搬送する。ワークピース５５の搬送は、基底部分２８６、下側電極２４、又は、ワークピース５５を基底部分２８６にガイドする筐体１２のベース１６に、なんらの構造物を設けることなく達成される。ワークピース固定具２９０の下降した処理位置において、ワークピースリング２０４の上面２６６は、基底部分２８６の上面２８８からわずかに下方に窪んでいる。プラズマ処理中には、ワークピース５５は、基底部分２８６の上面２８８の上に載せられる。
【００４２】
電極部分２８４と昇降板２０２とは、アルミニウムなどの電気導体から構成されている。カバー板２０６のキャップ２０８とワークピースリング２０４とは、アルミナ又は高純度アルミナなどの電気絶縁又は誘電体から構成されている。変形例としては、カバー板２０６のキャップ２０８とワークピースリング２０４とは、アルミニウムなどの電気導体から構成してもよい。カバー板２０６のキャップ２０８とワークピースリング２０４とを構成する材料の選択は、特定のワークピース５５のプラズマ処理のために、プラズマ処理システム１０に要求されるプラズマ性能のタイプによって定められる。理論に束縛されることは望むものではないが、カバー板２０６のキャップ２０８と、電気導体からのワークピースリング２０４とは、プラズマ工程又は処理によって駆動されるエッチング速度を最適化し、カバー板２０６のキャップ２０８とワークピースリング２０４とを誘電体から構成することは、駆動されるプラズマ工程の均一性を最適化すると信じられている。
【００４３】
図３Ａ及び図４を参照すると、押圧装置２５８の１つは、分離リング２６のそれぞれの内側角部の付近の空間に配置され、明らかなように、上側電極２２の外側角部（図示せず）にそれぞれ対応した付近に設けられる。それぞれの押圧装置２５８は、プッシャーブロック２６２を具備し、プッシャーブロック２６２はインサート２６１と肩部ボルト２６３とバネ要素２６４との間で協働して、上側電極２２に固定される。それぞれのプッシャーブロック２６２は、それぞれ１つのストッパブロック２４２に対して、実質的に重なっている。バネ要素２６４の片側は、ワイヤの螺旋コイルから形成された圧縮バネの形態を有し、プッシャーブロック２６２の拡大した頭部２６５と上側電極２２との間に捕捉されている。プッシャーブロック２６２は、セラミックなどの絶縁又は誘電材料から構成されており、インサート２６１及び肩部ボルト２６３は、ステンレス鋼などの金属から形成されている。肩部ボルト２６３は、ネジ付き先端部を有し、上側電極２２に設けたネジ付きボルト孔に固定される。それぞれの押圧装置２５８におけるプッシャーブロック２６２は、バネ要素２６４が伸張した第１の位置（図４）と、バネ要素２６４が圧縮された第２の位置（図５）との間において、肩部ボルト２６３に対して可動になっている。バネ要素２６４は、第１の位置において、それぞれのプッシャーブロック２６２にプリロードされた付勢力を供給する。
【００４４】
蓋１４がベース１６に向けて動くと、それぞれの押圧装置２５８におけるプッシャーブロック２６２は、ワークピースリング２０４の上面２６６に接触し、バネ要素２６４は圧縮を開始する。蓋１４がベース１６に接近すると、バネ要素２６４はさらに圧縮され、ワークピースリング２０４に増加した力を適用し、ワークピース固定具２９０を、基底部分２８６の上面２８８に向けて、及び、下側電極２４に向けて移動させる。ワークピース固定具２９０が下降位置にあるとき、それぞれのストッパブロック２４２のテーパ付きの外側側壁２３４は、凹部２１２における開口が開いた形のリム２２４に接触し、それぞれのプッシャーブロック２６２は、第２の位置に動かされる。
【００４５】
開口が開いた形のリム２２４と、テーパ付きの外部側壁２３４との傾斜角度は、およそ等しいか、又は、合致する。ワークピース固定具２９０が下降位置にあるとき、それぞれの開口が開いた形のリム２２４は、それぞれ１つの外部側壁２３４に接触する。接触は、それぞれの凹部２１２の内部に、それぞれのストッパブロック２４２を自動的に自己中心合わせする。その結果、蓋１４が下降する毎に、ワークピース固定具２９０は、蓋１４がワークピース固定具２９０を下降位置に動かしたとき、下側電極２４と着脱可能な電極部分２８４とに対して、再現性のある空間的位置に復帰する。次に、これは、それぞれの順番のプラズマ処理中に、基底部分２８６上の連続するワークピース５５に、再現性のある位置を提供する。
【００４６】
使用に際しては、図１、図２、図３、図３Ａ、及び図４から図１１に示すように、蓋１４を、ベース１６に対して開いた位置に上昇させ（図２および図７）、ベース１６との接触から外すように配置する。蓋１４を上昇させると、ワークピース垂直昇降機構２００の構成要素は、図４に最良に示されるように、初期の配置を有する。バネ付勢された支持体２４０は、ワークピース固定具２９０を下側電極２４から遠ざけるように促して、上昇位置を提供する。ワークピース固定具２９０が上昇位置にあり、テーパ付き表面２２５と、それぞれのバネ付勢支持体２４０の開口が開いた形表面２３８との間に接触が確立されるとき、エンドエフェクタ２８０がワークピース５５をワークピース固定具２９０に再現性をもって配置するために、中央開口部２７０に再現性のある位置が形成される。
【００４７】
エンドエフェクタ２８０を操縦して、１つのワークピース５５を、図７に示すように、プラズマ処理システム１０の近くの位置に搬送する。エンドエフェクタ２８０は、ワークピース５５を、筐体１２の外部にある、この位置から、図８に示すように、中央開口部２７０の上方で、上側電極２２と下側電極２４との間の位置に移動させる。ワークピース５５がエンドエフェクタ２８０によって、筐体の外部の位置から、ワークピース固定具２９０の中央開口部２７０の上方の位置へ搬送するとき、ワークピース５５は、筐体１２のベース１６と関連した、レール又はその他のタイプの機械的束縛物など、筐体１２と関連したなんらの構造物によってもガイドされない。
【００４８】
図９に示すように、エンドエフェクタ２８０は下降して、ワークピース５５の外周は、ワークピースリング２０４の中央開口部２７０の内側にある、リム２７８と接触する。そして、ワークピース５５は、リム２７８上に完全に支持される。ワークピース５５がワークピース固定具２９０の搬送された後に、エンドエフェクタ２８０は、図１０に示すように、エンドエフェクタ２８０は、蓋１４とベース１６との外形の完全に外部の位置に、ギャップ２７２を通って回収される。エンドエフェクタ２８０は、この運動の順序中に、物理的に、ギャップ２７２の内部に合致する。ワークピース５５の外周は、中央開口部２７０におけるリム２７８との接触によって支持され、下側電極２４の上方に吊下される。
【００４９】
図１０に示すように、蓋１４はベース１６に対して下降され、結局は、図１１に示すように、ベース１６に接触して、閉じた位置を確立する。蓋１４を下降させると、上側電極２２は下側電極２４に向かって移動する。蓋１４が閉じた位置へ向けて下降すると、プッシャーブロック２６２は、上側電極２２から突出して、ワークピースリング２０４の上面２６６に接触する。接触は、バネ要素２６４を圧縮させ、ワークピース固定具２９０に付勢力を加える。押圧装置２５８のバネ要素２６４から加えられた付勢力は、支持体２４０の反対のバネ付勢に打ち勝って、ワークピース固定具２９０を下側電極２４に向けて動かす。ワークピース固定具２９０上のワークピース５５の運動は、筐体１２のベース１６に対して垂直方向であり、下側電極２４へ向かい、ベース１６に対して水平方向には、なんら著しい運動成分を含まない。
【００５０】
それぞれのガイドピン２２０は、ワークピース固定具２９０が上昇位置と下降位置との間を動くとき、それぞれのストッパブロック２４２に対して非接触な関係を有する。ワークピース固定具２９０が完全に下降した位置に近づき、バネ付勢された支持体２４０が下側電極２４に向けて降伏すると、ワークピース５５は、ワークピースリング２０４のリム２７８から、下側電極２４の基底部分２８６へ搬送される。ワークピース固定具２９０の完全な下降位置において、ワークピース５５は、下側電極２４の基底部分２８６上に載置され、ワークピースリング２０４のリム２７８とワークピース５５との間には、小さいクリアランスが存在する（例えば、２又は３ミル）。
【００５１】
処理チャンバ４０は、真空ポンプ３６を使用して排気され、処理ガスはガス入口板１０６から導入されて、適当な圧力を確立する。上側電極２２と下側電極２４とは電源３０によって通電され、処理チャンバ４０の中の処理ガスの大気圧よりも低い圧力によって、プラズマを発生する。ワークピース５５のプラズマ処理が完了したとき、処理チャンバ４０は通気され、筐体１２の蓋１４は上昇する。上側電極２２が下側電極２４から遠ざかるように動いて、処理チャンバを開き、最終的には、押圧装置２５８と、ワークピースリング２０４の上面２６６との間の接触が除去される。その結果、ワークピース固定具２９０を下側電極２４に向けて促す力は、徐々に取り除かれる。バネ付勢された支持体２４０におけるバネ要素２６０は、それらの非圧縮状態に解放され拡張し、これは、ワークピース固定具２９０を上昇位置に、自動的に上昇させ回復させる。ワークピース固定具２９０上のワークピース５５の運動は、筐体１２のベース１６に対して垂直方向であり、上側電極２２へ向かい、ベース１６に対して水平方向の運動成分を全く含まない。ワークピース５５は、下側電極２４の基底部分２８６から、ワークピースリング２０４のリム２７８に戻して搬送される。
【００５２】
上昇位置に接近すると、テーパ付き表面２２５と、それぞれのバネ付勢された表面２４０における開口が開いた形の表面２３８とは、接触を再度確立し、再び、中央開口部２７０のための再現性のある位置を形成する。下側電極２４と、ワークピース固定具２９０における中央開口部２７０との間の分離は、エンドエフェクタ２８０のための開空間を提供し、それぞれの処理済みのワークピース５５の裏側にアクセスを得て、中央開口部２７０から処理済みのワークピース５５を持ち上げて、プラズマ処理システム１０から処理済みのワークピース５５を引き出す。エンドエフェクタ２８０は、この運動の順番中に、ギャップ２７２の内部に物理的に合致する。ワークピース５５が、エンドエフェクタ２８０によって、中央開口部２７０の内部の位置から回収されたとき、ワークピース５５、筐体１２に関連した構造物によってなんらガイドされていない。
【００５３】
ワークピース垂直昇降機構２００は、プラズマ処理が行われる間、プラズマ処理システム１０の平行な板の設計を維持する。ワークピース垂直昇降機構２００は、受動的なウエハのチャックシステムを提示し、機械的又は電気的に作動する昇降ピンなどの、能動的な機械的補助の必要性を解消する。これは、プラズマ処理システム１０の設計を簡易化するが、というのは、ワークピース垂直昇降機構２００が、コストの低減と両立する能動的なチャックシステムの特徴である、機械的なフィードスルーの必要性を解消するためである。ワークピース垂直昇降機構２００の設計は、異なる寸法のワークピース５５を取り扱うための変更を容易に許容する。ワークピース垂直昇降機構２００は、既存のプラズマ処理システムに合わせて改装できる。ワークピース５５におけるデバイスの領域は、ワークピースの交換中に、昇降ピン又は任意のその他の機械的構造物によって接触されることがない。代わりに、ワークピース固定具２９０は、リム２７８とワークピースの周辺縁部の近くの幅狭の環状帯との間だけの接触によって、ワークピース５５を上昇及び下降させる。
【００５４】
変形例の実施形態においては、分離リング２６は省略され、筐体１２の内部は、別の方法で、体積を形成するように構成され、真空ポンプ３６によって排気されて、処理チャンバ４０に類似した処理チャンバを形成する。この例において、上側電極２２及び下側電極２４は、処理チャンバ４０の中に存在する。別の変形例の実施形態においては、上側電極２２と蓋１４とは、合併した一元的な構造物であり、蓋１４の全体又は一部分が電極として動作する。
【００５５】
昇降板２０２と、ワークピース固定具２９０におけるワークピースリング２０４と、着脱可能な電極部分２８４と、その基底部分２８６と、カバー板２０６とは、集合的に、構成要素の組と置換して、ワークピース垂直昇降機構２００を、異なるサイズの及び／又は幾何学形状のワークピース５５を取り扱うように適応させることもできる。
【００５６】
図１２では、図１乃至図１１の対応する特徴に同様な参照符号を付しており、変形例の実施形態を示しており、ワークピース固定具２９０ａは、昇降板２０２ａとワークピースリング２０４ａとを具備し、これらの構成は、昇降板２０２とワークピースリング２０４とに類似している。ワークピース固定具２９０ａは、丸い中央開口部２７０ａと、それぞれの中央開口部２７０及びワークピース固定具２９０（図３）のリム２７８とは異なる直径のリム２７８ａとを有し、円板形状でワークピース５５とは異なる直径によって特徴付けられる、ワークピース５５ａを収容する。置換には、下側電極２４から、昇降板２０２と、ワークピース固定具２９０のワークピースリング２０４からなる組立体を取り外すことを必要とし、開口が開いた形の凹部２５４をそれぞれのストッパブロック２４２における対応するテーパの付いた外部側壁２５２から係脱させるのに有効な大きさの持ち上げ力を備える。置換されるワークピース固定具２９０ａは、昇降板２０２ａに設けた開口が開いた形の凹部（図示せず）に係合することで据え付けられ、同一の支持体２４０と共に、昇降板２０２に設けた開口が開いた形の凹部に類似している。ガイドピン２２０とストッパブロック２４２とは、それぞれのワークピース固定具２９０，２９０ａと共に、汎用的に使用することができる。必要なすべてのことは、支持体２４０と、プラズマ処理システム１０に据え付けられたワークピース固定具２９０，２９０ａのうち、特定の１つとの間に、物理的な結合を確立することである。
【００５７】
新たな着脱可能な電極部分２８４ａが、電極部分２８４に置換されて、据え付けられ、中央開口部２７０ａの中に合致する直径寸法の基底部分２８６ａが具備される。代表的な実施形態においては、基底部分２８６ａの外径は、丸い中央開口部２７０ａの内径に比べてわずかに小さい。カバー板２０６に類似した、カバー板２０６ａは、ギャップ２７２に類似しているが、中央開口部が大きな寸法であるために若干幅広になっている、ギャップ２７２ａに配置される。プッシャーブロック２６２は、同じままに残され、蓋１４の開閉と関連して、上昇位置と下降位置との間において、ワークピース固定具２９０ａを動かす。ワークピース固定具２９０ａが下降位置にあるとき、ワークピース固定具２９０ａの上面２６６ａと、カバー板２０６ａの上面２７６ａとは、およそ同一平面上にあり、基底部分２８６ａは、上面２７６ａ及び２８８ａのわずかに上方に突出している。その結果、ワークピース５５ａは、基底部分２８６ａの上面２８８ａによって、接触して支持される。
【００５８】
追加的なワークピース固定具、カバー板、及び、電極部分（図示せず）は、ワークピース固定具２９０，２９０ａ、カバー板２０６，２０６ａ、及び電極部分２８４，２８４ａと実質的に同一に供給されるが、これらの構成要素は協働して、異なる直径の丸い円板形状のワークピースに適応する。例えば、４つの異なる構成要素の組からなるセットが提供されて、プラズマ処理システム１０において、それぞれ、１００ミリメートル、１５０ミリメートル、２００ミリメートル、及び、３００ミリメートルのウエハを支持するために使用され、そのためには、単に、ワークピース固定具と、カバー板と、電極部分とを交換すればよい。
【００５９】
図１３では、図１乃至図１２の対応する特徴に同様な参照符号を付しており、変形例の実施形態を示しており、蓋１４が閉じたとき、蓋１４によって支持された圧縮リング３００が、ワークピース５５に接触し、ワークピース５５の外周を取り囲むシールを確立し、ワークピース５５を基底部分２８６に向けて下方向に押圧する。圧縮リング３００は、処理チャンバ４０を真空ポンプ３６によって排気するためのガスの通路としての打ち抜き孔３０２を具備している。
【００６０】
本願において、“垂直”、“水平”などの用語は、基準となる三次元の枠組みを確立するための、例示であって、限定ではない。“上側”、“下側”、“上”、“上方”、“下方”、（“側壁”などの）“側”、“高い”、“低い”、“かぶさる”、“真下”、及び、“下”などの用語は、水平面に対して定義される。本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、様々なその他の基準の枠組みを採用できることが理解され、当業者が認識するように、基準として定義された枠組みは、絶対的とは反する意味で、相対的である。
【００６１】
本発明について、様々な実施形態の説明によって例示し、それらの実施形態は、詳細であると考えられるように開示されたけれども、出願人は、特許請求の範囲の範囲をそうした詳細に制限することを決して意図していない。追加的な利点と変形例とは、当業者には容易に明らかになる。従って、本発明は、その広い観点において、特定の詳細、代表的な装置及び方法、及び、図示して説明した例示に制限されるものではない。従って、出願人の一般的な発明の概念の精神及び範囲から逸脱せずに、そうした詳細から逸脱することができる。本発明自体の範囲は、特許請求の範囲によってのみ定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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